KR101612900B1 - Apparatus for controling cold spray coating - Google Patents
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Abstract
본 발명은 저온분사 제어장치에 관한 것으로서, 가스저장조와 가스예열기를 구비한 가스공급부, 분말송급기와 분말예열기를 구비한 분말공급부, 가스와 분말을 혼합하여 분사하는 분말분사부 및 가스의 압력을 검출하여 제어하는 압력제어수단 및 가스 및 분말의 온도를 검출하여 제어하는 온도제어수단을 구비한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 가스예열기와 분말예열기를 설치하고 가스의 압력과 가스 및 분말의 온도를 제어함으로써, 저온분사 공정의 초기 온도 및 압력에서의 가스 및 분말의 소모량을 감소시킬 수 있도록 안정적으로 압력과 온도를 제어할 수 있는 효과를 제공한다. The present invention relates to a low-temperature spray controller, and more particularly, to a low-temperature spray controller that includes a gas supply portion including a gas reservoir and a gas preheater, a powder feed portion including a powder feeder and a powder preheater, a powder spray portion for mixing gas and powder, A pressure control means for detecting and controlling the temperature, and a temperature control means for detecting and controlling the temperature of the gas and the powder. Therefore, the present invention provides a gas preheater and a powder preheater, and by controlling the pressure of the gas and the temperature of the gas and the powder, it is possible to stably maintain the pressure and the temperature Can be controlled.
저온, 분사, 코팅, 제어 Low Temperature, Spray, Coating, Control
Description
본 발명은 저온분사 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 재료가 반응하거나 재료의 조직이 변동되지 않는 상온 또는 이와 유사한 온도인 저온 영역에서 코팅될 재료를 분사하여 코팅하도록 제어하는 저온분사 제어장치에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a low temperature injection control device for controlling the injection and coating of a material to be coated in a low temperature region, which is a room temperature or a similar temperature at which a material reacts or a structure of a material is not changed .
저온분사 코팅(cold spray coating)은 코팅할 분말을 분사하여 코팅하는 분사 코팅법 중 하나의 방법이다. 분사코팅법 중 하나의 주요한 방식으로는 용융분사 코팅법(용사코팅법, thermal spray coating)있으나, 이러한 용융분사 코팅법은 코팅할 재료를 미리 고온에서 용융시킨 후 피사체의 표면에 분사하는 방법이므로, 용융하여 분사하기 때문에 코팅재가 용이하게 코팅될 수 있다.Cold spray coating is one of spray coating methods in which powder to be coated is sprayed and coated. One of the spray coating methods is the melt spray coating method (thermal spray coating). However, such a melt spray coating method is a method in which the material to be coated is melted at a high temperature in advance and sprayed on the surface of the object, The coating material can be easily coated because of melting and spraying.
일반적으로 이러한 용사코팅법이 많이 사용되고 있으나 고온으로 용융시킬 경우 재료가 반응하거나, 고온조직이 형성되어 최종적으로 얻고자 하는 코팅층이 얻어지지 않는 등의 문제가 발생하는 경우에는 적용될 수 없다는 문제가 있다.Generally, such a spray coating method is widely used, but it is not applicable to a case where a problem occurs in that when the material is melted at a high temperature, a material reacts, a high temperature structure is formed, and a coating layer to be finally obtained is not obtained.
이러한 문제를 해소하기 위해 저온분사 코팅법이 제안되게 되었으며, 저온분사 코팅법은 용융분사 코팅법과는 달리 재료가 반응하거나 재료의 조직이 변동되지 않는 상온 또는 이와 유사한 온도인 저온 영역에서 코팅될 재료를 분사하여 코팅하는 방법이다. In order to solve this problem, a low temperature spray coating method has been proposed. In contrast to the melt spray coating method, the low temperature spray coating method is applied to a material to be coated at a low temperature region, which is a room temperature or a similar temperature, Followed by spraying.
이와 같이, 저온으로 분사 코팅할 경우 분사되는 재료들의 코팅 작업성이 저하되는 문제가 있다. 즉, 용사코팅법으로 재료를 코팅할 경우에는 재료가 고온으로 용융되어 분사되므로, 재료 상호간은 물론이고 대상체와 코팅재와의 사이에 고온 확산 또는 융착되는 현상이 일어나서 피사체의 표면에 견고한 코팅층을 얻을 수 있다.Thus, there is a problem that coating workability of materials to be sprayed is lowered when spray coating is performed at a low temperature. That is, when the material is coated by the spray coating method, since the material is melted and injected at a high temperature, a phenomenon that the material is diffused or fused at a high temperature between the object and the coating material as well as between the material and the coating material occurs to obtain a solid coating layer on the surface of the object have.
그러나, 저온분사 코팅법의 경우에는 용사코팅법과는 달리 코팅재의 온도가 저온이므로 코팅재 상호간 또는 피사체와 코팅재 사이에 고온 확산 또는 융착 등의 현상을 기대하기는 어렵다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 저온분사 코팅법을 실시할 때에는 코팅재의 속도를 극대화시켜 코팅재의 운동에너지가 코팅재 상호간 또는 피사체와 코팅재 사이의 결합력을 제공할 수 있도록 할 필요가 있다.However, in the case of the low temperature spray coating method, unlike the spray coating method, since the temperature of the coating material is low, it is difficult to expect a phenomenon such as high temperature diffusion or fusion between the coating materials or between the object and the coating material. In order to overcome these problems, it is necessary to maximize the speed of the coating material so that the kinetic energy of the coating material can provide a bonding force between the coating materials or between the object and the coating material when performing the low temperature spray coating method.
또한, 일러한 저온분사 공정을 이용하여 코팅을 하는 경우, 저온분사 공정은 근본적으로 고상 상태 공정이므로 세라믹 소재에서는 코팅이 불가능하며, 인성이 좋은 구리, 니켈, 알루미늄 등에는 코팅이 양호하게 된다. In addition, when coating is performed using a low-temperature injection process, since the low-temperature spray process is fundamentally a solid-state process, it can not be coated with a ceramic material, and coating is good with tough copper, nickel, and aluminum.
그러나 인성이 감소하는 합금이나, WC-Co와 같은 서메트(cermet) 등은 코팅 특성이 좋지 않아 코팅이 되기 시작하는 임계 속도가 증가하게 된다. 이를 해결하기 위하여 가스 압력을 증가시켜 가스 속도를 증대시키면 그 만큼 가스 소비가 증가하게 되는 문제가 있다. However, alloys with reduced toughness, cermets such as WC-Co, etc. have poor coating properties, which increases the critical velocity at which coating begins. To solve this problem, there is a problem that gas consumption is increased by increasing the gas pressure by increasing the gas pressure.
또, 가스 속도를 증가시키기 위해 가스를 미리 예열하는 방법을 사용할 수 있으나, 이와 같은 방법은 전기소비가 증가할 뿐만 아니라 온도가 상승할수록 가스 예열장치 튜브의 수명이 줄어들게 되는 단점을 가지고 있다. 또한, 공기가 질소보다 가벼운 헬륨을 사용하게 되면 가스 속도 증가를 가져올 수 있지만, 헬륨 가스의 가격이 높으므로 경제성이 떨어지게 된다. In order to increase the gas velocity, a method of preheating the gas may be used. However, this method not only increases the electric consumption but also has a disadvantage that the life of the gas preheating tube is shortened as the temperature increases. In addition, if air is heavier than nitrogen, use of helium can lead to an increase in gas velocity, but the cost of helium gas is high, resulting in poor economics.
이러한 저온분사 공정은 근본적으로 금속 소재의 소성 변형에 의한 적층으로 이루어지는 공정이므로 코팅 소재의 인성이 증가할수록 적층율과 코팅 특성이 향상하게 되며, 금속은 온도가 증가할수록 인성이 증가하므로 코팅 분말을 코팅 전에 예열하여 사용하면 동일한 저온 분사 공정조건에서 높은 적층율과 우수한 코팅층을 얻게 되지만 이를 실현하기 위해서는 안정적인 온도제어 기술이 필요하게 된다.Since the low-temperature injection process is basically a lamination process by plastic deformation of a metal material, as the toughness of the coating material increases, the lamination rate and the coating property are improved. As the metal temperature increases, the toughness is increased. If the preheating is used before, the high laminating ratio and the excellent coating layer can be obtained under the same low temperature injection process condition, but a stable temperature control technique is required to realize this.
이때 분말의 예열을 안정적으로 관리하기 위해서는 예열히터 내부의 온도제어가 안정적으로 이루어져야 하며, 저온분사 코팅의 특성상 분말 및 가스가 일정한 온도까지 예열되는 동안 가스 및 분말을 계속 흘려주어야 하므로 초기 예열되는 시간이 장시간 소요되는 문제가 있다.In order to stably control the preheating of the powder, the temperature control inside the preheater must be stably controlled. Since the characteristics of the low temperature spray coating must keep the gas and the powder flowing while the powder and gas are preheated to a predetermined temperature, There is a problem that takes a long time.
이러한 종래의 분말히터는 히터 내벽에 장착되어 있는 칸탈(Kanthal)을 이용하여 주변 분위기 온도를 상승시켜 히터 내에 장착된 튜브를 타고 흐르고 분말과 가스를 가열하는 방식을 채택하고 있다. Such a conventional powder heater uses a Kanthal mounted on the inner wall of the heater to raise the ambient temperature and flow through a tube mounted in the heater to heat the powder and gas.
따라서, 종래의 분말히터는 전체적인 가스 및 분말소모량을 감소시키기 위해 짧은 시간 안에 원하는 온도까지 상승시키기 위해 채택된 PID 제어가 원활하지 못하여 과도한 오버히팅과 헌팅 현상이 발생하는 문제가 있었다. Accordingly, the conventional powder heater has a problem in that excessive PID control is not smoothly performed to raise the temperature to a desired temperature within a short time in order to reduce the overall gas and powder consumption, resulting in excessive overheating and hunting phenomenon.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 저온분사 공정의 초기 온도 및 압력에서의 가스 및 분말의 소모량을 감소시킬 수 있도록 안정적으로 압력과 온도를 제어하며, 동일한 저온분사 공정에서 높은 적층율과 우수한 코팅층을 얻을 수 있고, 가스와 분말의 초기상태로의 압력제어 및 온도제어가 용이하게 이루어질 뿐만 아니라 과도한 오버 히팅과 헌팅 현상을 방지할 수 있는 저온분사 제어장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to control the pressure and temperature stably so as to reduce consumption of gas and powder at an initial temperature and pressure of a low temperature injection process, It is an object of the present invention to provide a low temperature injection control device capable of achieving a high deposition rate and an excellent coating layer and capable of easily controlling the pressure and temperature of an initial state of gas and powder as well as preventing excessive overheating and hunting phenomenon It is for that purpose.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 가스를 저장하는 가스저장조와, 상기 가스저장조의 하류에 설치되어 여기에서 제공된 가스를 히팅하는 가스예열기를 구비한 가스공급부; 분말을 투입하는 분말송급기와, 상기 분말송급기의 하류에 설치되어 상기 가스저장조에서 제공된 가스와 상기 분말송급기에서 제공된 분말을 히팅하는 분말예열기를 구비한 분말공급부; 상기 가스공급부 및 상기 분말공급부의 하류에 설치되어 여기에서 공급된 가스와 분말을 혼합하여 분사하는 분말분사부; 및 가스의 압력을 검출하여 제어하는 압력제어수단과, 가스 및 분말의 온도를 검출하여 제어하는 온도제어수단을 구비한 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a gas purifier comprising: a gas storage unit for storing a gas; a gas supply unit provided downstream of the gas storage unit and including a gas preheater for heating the gas provided therein; A powder feeder disposed downstream of the powder feeder and having a powder preheater for heating a gas provided from the gas storage tank and a powder provided from the powder feeder; A powder spraying unit installed downstream of the gas supply unit and the powder supply unit and mixing and spraying the gas and powder supplied thereto; And a control unit including pressure control means for detecting and controlling the pressure of the gas, and temperature control means for detecting and controlling the temperature of the gas and the powder.
본 발명의 상기 압력제어수단은, 상기 분말분사부에 설치되어 가스와 분말의 혼합상태의 압력을 검출하는 제 1 압력센서와, 상기 가스예열기로 제공되는 가스의 압력을 검출하는 제 2 압력센서와, 상기 분말송급기로 제공되는 가스의 압력을 검 출하는 제 3 압력센서와, 가스의 압력을 제어하는 온오프밸브 및 레귤레이터를 구비한다.The pressure control means of the present invention includes a first pressure sensor provided in the powder spraying portion and detecting a pressure in a mixed state of gas and powder, a second pressure sensor for detecting a pressure of the gas provided to the gas preheater, A third pressure sensor for detecting the pressure of the gas supplied to the powder feeder, and an on-off valve and a regulator for controlling the pressure of the gas.
본 발명의 상기 온도제어수단은, 상기 분말분사부의 온도를 검출하는 제 1 온도센서와, 상기 가스예열기의 온도를 검출하는 제 2 온도센서와, 상기 분말예열기의 온도를 검출하는 제 3 온도센서와, 가스 및 분말의 온도를 제어하는 SCR 및 PID 제어기를 구비한다.The temperature control means of the present invention may further comprise a first temperature sensor for detecting the temperature of the powder spraying portion, a second temperature sensor for detecting the temperature of the gas preheater, a third temperature sensor for detecting the temperature of the powder preheater, , An SCR and a PID controller for controlling the temperature of the gas and the powder.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 가스예열기와 분말예열기를 설치하고 가스의 압력과 가스 및 분말의 온도를 제어함으로써, 저온분사 공정의 초기 온도 및 압력에서의 가스 및 분말의 소모량을 감소시킬 수 있도록 안정적으로 압력과 온도를 제어할 수 있는 효과를 제공한다. As described above, the present invention provides a gas preheater and a powder preheater, and controls the gas pressure and the temperature of the gas and the powder to reduce the consumption of gas and powder at the initial temperature and pressure of the low temperature injection process It provides the effect of stable pressure and temperature control.
또한, 코팅할 분말을 코팅 전에 예열하여 동일한 저온분사 공정에서 높은 적층율과 우수한 코팅층을 얻을 수 있게 된다.In addition, the powder to be coated can be preheated before coating to obtain a high laminating ratio and an excellent coating layer in the same low temperature spraying process.
또한, 압력제어수단으로 압력센서와 온오프밸브 및 레큘레이터를 구비하여 가스의 초기상태로의 압력제어가 용이하게 이루어질 뿐만 아니라 과도한 오버 히팅과 헌팅 현상을 방지할 수 있게 된다.In addition, the pressure control means includes a pressure sensor, an on-off valve, and a recirculator to easily control the pressure to the initial state of the gas, and to prevent excessive overheating and hunting.
또한, 온도제어수단으로 온도센서와 SCR 및 PID 제어기를 구비하여 가스와 분말의 초기상태로의 온도제어가 용이하게 이루어질 뿐만 아니라 과도한 오버 히팅과 헌팅 현상을 방지할 수 있게 된다.Also, the temperature control means includes the temperature sensor, the SCR and the PID controller to easily control the temperature of the gas and the powder in the initial state, and to prevent excessive overheating and hunting phenomenon.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 저온분사 제어장치의 구성을 나타내는 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 저온분사 제어장치의 제어상태를 나타내는 블럭도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 저온분사 제어장치의 신호흐름을 나타내는 신호흐름도이다.2 is a block diagram showing a control state of the low-temperature emission control device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram showing the control state of the low-temperature emission control device according to the embodiment of the present invention. 1 is a signal flow diagram illustrating a signal flow of a low temperature injection control apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 저온분사 제어장치는 가스 저장조(100)와 가스승압기(200)와 가스예열기(400)를 구비한 가스공급부, 분말송급기(500)와 분말예열기(600)를 구비한 분말공급부, 제어부(300) 및 분말분사부(700)를 포함하여 이루어져 대상물의 표면에 분말로 저온분사코팅(cold spray coating)을 실시하게 된다.As shown in FIGS. 1 and 2, the low temperature emission control apparatus of this embodiment includes a gas supply unit including a
즉, 본 실시예의 저온분사 제어장치는 높은 압력의 질소가스나 공기가 가스예열기와 분말예열기를 통하여 히팅되어진 후, 노즐 입구에서 압축되어 드 라발(de Lavel) 형태의 초음속 노즐로 투입됨으로써, 아주 작은 대기압으로의 팽창이 발생되어 초음속의 유출이 생기게 된다. 이러한 원리로 인해 본 실시예의 저온분사 제어장치는 고속으로 분사되는 분말에 의해 대상물의 표면에 코팅이 이루어지게 하는 것이다.That is, the low-temperature spray controller of the present embodiment is operated by a high-pressure nitrogen gas or air heated through a gas preheater and a powder preheater, and then compressed at a nozzle inlet and introduced into a supralateral nozzle of de Lavel type, The expansion to the atmospheric pressure occurs and the supersonic flow is generated. Due to such a principle, the low-temperature spray controller of the present embodiment allows the surface of the object to be coated with the powder sprayed at a high speed.
가스공급부는 가스를 저장하는 가스저장조(100)와, 상기 가스저장조(100)의 하류에 설치되어 여기에서 제공된 가스의 압력을 상승시키는 가스승압기(200)와, 상기 가스저장조(100)의 하류, 즉 가스승압기(200)의 하류에 설치되어 여기에서 제 공된 가스를 히팅하는 가스예열기(400)를 구비한다.The gas supply unit includes a
가스저장조(100)는 가스발생기를 포함하여 이루어져 발생된 가스를 저장하게 된다. 이러한 가스로는 헬륨(He), 질소(N2), 공기 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다.The
가스승압기(200)는 가스저장조(100)에서 제공된 가스의 압력을 증가시켜 제어부(300)로 공급함으로써, 제어부(300)의 제어에 의해 가스를 가스예열기(400) 및 분말송급기(500)로 급송하게 된다.The
가스예열기(400)는 제어부(300)의 하류에 설치된 가스히터로서, 제어부(300)의 제어에 의해 공급된 가스를 소정온도로 히팅하여 분말분사부(700)로 공급하게 된다.The
분말공급부는 분말을 투입하는 분말송급기(500)와, 상기 분말송급기(500)의 하류에 설치되어 가스저장조(100)에서 제공된 가스와 분말송급기(500)에서 제공된 분말을 함께 히팅하는 분말예열기(600)를 구비한다.The powder feeder includes a
분말송급기(500)는 제어부(300)의 하류에 설치된 분말공급수단으로서, 제어부(300)의 제어에 의해 공급된 가스를 소정량의 분말과 함께 분말예열기(600)로 공급하게 된다.The
이러한 분말로는 저온분사코팅 대상물의 재질에 따라 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 아연(Zn), 주석(Sn) 또는 세라믹 복합물 등과 같이 다양한 소재의 분말로 이루어지는 것이 가능함은 물론이다.Such powders may be composed of powders of various materials such as aluminum (Al), copper (Cu), nickel (Ni), zinc (Zn), tin (Sn) or ceramic composite depending on the material of the low temperature spray coating object Of course.
분말예열기(600)는 분말송급기(500)의 하류에 설치된 분말히터로서, 가스저장조(100)에서 제공된 가스와 분말송급기(500)에서 제공된 분말을 함께 소정온도로 히팅하여 분말분사부(700)로 공급하게 된다.The
분말분사부(700)는 분말을 분사하는 스프레이 노즐로서, 가스공급부의 가스예열기(400) 및 상기 분말공급부의 분말예열기(600)의 하류에 설치되어 여기에서 공급된 가스와 분말을 혼합하여 대상물의 표면에 분말을 분사하여 코팅하게 된다.The
이러한 분말분사부(700)로는 입구 쪽에서부터 노즐내경이 감소하다가 일정부위부터는 다시 노즐내경이 증가하는 형태의 노즐 즉, 드 라발(de Laval) 노즐과 같은 초음속 노즐을 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable that a supersonic nozzle such as a de Laval nozzle is used as the
제어부(300)는 가스의 압력을 검출하여 제어하는 압력제어수단 및 가스 및 분말의 온도를 검출하여 제어하는 온도제어수단을 구비한 제어수단으로서, 마이콤(310), 메인 SCR(320), 메인 PID 제어기(330), 분말 SCR(340), 분말 PID 제어기(350), HMI(360)으로 이루어진다.The
마이콤(310; micom)은 하나의 IC 안에 CPU, RAM, ROM, TIMER, A/D 등의 기능이 들어 있는 메인 제어수단으로서, 각종 제어기에 대한 제어신호를 제공하도록 메인 프로세서 PID 제어기(311) 및 분말 프로세스 PID 제어기(312)를 더 포함하여 이루어진다. The
또한, 마이콤(310)에는, 스위치를 동작하게 하는 누름버튼스위치, 몇가지 기능 중에 선택하는 셀렉터류, 각종계기류 등의 HMI(360; Human Machine Interface)가 RS232C 등과 같은 통신회선(361)을 개재해서 접속되어 있다. The HMI 360 (Human Machine Interface) such as a push button switch for operating a switch, a selector for selecting one of several functions, various instruments, etc. is connected to the
메인 SCR(320; Silicon Controlled Rectifier)은 가스예열기(400)를 제어하는 실리콘 제어 정류기(SCR; Silicon Controlled Rectifier)로서, 가스예열기(400)에 공급되는 전류를 제어하여 가스예열기(400)를 제어하게 된다.The
메인 PID 제어기(330)는 가스예열기(400)를 제어하는 PID 제어기(proportional integral derivative controller)로서, 가스예열기(400)의 히팅온도를 소정온도로 제어하게 된다.The
분말 SCR(340)은 분말예열기(600)를 제어하는 실리콘 제어 정류기로서, 분말예열기(600)에 공급되는 전류를 제어하여 분말예열기(600)를 제어하게 된다. 분말 PID 제어기(350)는 분말예열기(600)를 제어하는 PID 제어기로서, 분말예열기(600)의 히팅온도를 소정온도로 제어하게 된다.The
HMI(360; Human Machine Interface)는 스위치를 동작하게 하는 누름버튼스위치, 몇가지 기능 중에 선택하는 셀렉터류, 각종계기류 등으로 이루어지며, 마이콤(310)에 각종 제어신호나 제어값을 수동으로 입력시키게 된다.The human machine interface (HMI) 360 comprises a push button switch for operating the switch, selectors for selecting one of several functions, various instruments, and the like, and manually inputs various control signals and control values to the
압력제어수단은, 분말분사부(700)에 설치되어 가스와 분말의 혼합상태의 압력을 검출하는 제 1 압력센서(P1)와, 가스예열기(400)로 제공되는 가스의 압력을 검출하는 제 2 압력센서(P2)와, 분말송급기(500)로 제공되는 가스의 압력을 검출하는 제 3 압력센서(P3)와, 온오프밸브(371, 381)와, 레귤레이터(372, 382)와, 체크밸브(373)을 구비한다.The pressure control means includes a first pressure sensor P1 provided in the
제 1 압력센서(P1)는 분말분사부(700)에 설치되어 여기에 공급된 가스와 분말의 혼합상태의 압력을 검출하여 마이콤(310)으로 전송하게 된다. The first pressure sensor P1 is installed in the
제 2 압력센서(P2)는 가스예열기(400)의 가스 유입배관에 설치되어 여기에 공급된 가스의 압력을 검출하여 마이콤(310)으로 전송하게 된다. The second pressure sensor P2 is installed in the gas inlet pipe of the
제 3 압력센서(P3)는 분말송급기(500)의 가스 유입배관에 설치되어 여기에 공급된 가스의 압력을 검출하여 마이콤(310)으로 전송하게 된다.The third pressure sensor P3 is installed in the gas inflow pipe of the
온오프밸브(371, 381; no/off valve)는 가스예열기(400)의 가스 유입배관에 설치된 가스예열기용 온오프밸브(371)와 분말송급기(500)의 가스 유입배관에 설치된 가스예열기용 온오프밸브(381)로 이루어져, 가스예열기(400)의 가스 유입배관과 분말송급기(500)의 가스 유입배관을 각각 개폐하게 된다.The on / off
레귤레이터(372, 382; regulator)는 가스예열기(400)의 가스 유입배관에 설치된 가스예열기용 레귤레이터(372)와 분말송급기(500)의 가스 유입배관에 설치된 분말예열기용 레귤레이터(382)로 이루어져, 가스예열기(400)의 가스 유입배관과 분말송급기(500)의 가스 유입배관으로 유입되는 가스량을 조절하게 된다.
체크밸브(373; check valve)는 제어부(300)의 가스 유입배관에 설치되어 제어부(300)로의 가스유입만을 허용하도록 하여 가스의 역류를 방지하게 된다.The
온도제어수단은, 분말분사부(700)의 온도를 검출하는 제 1 온도센서(TC1, TC2)와, 가스예열기(400)의 온도를 검출하는 제 2 온도센서(TC3, TC4)와, 분말예열기(600)의 온도를 검출하는 제 3 온도센서(TC5, TC6)와, SCR(320, 340)과, PID 제어기(330, 350)를 구비한다.The temperature control means includes first temperature sensors TC1 and TC2 for detecting the temperature of the
제 1 온도센서(TC1, TC2)는 분말분사부(700)의 가스온도를 검출하는 가스온도 검출센서(TC1)와 분말분사부(700)의 분말온도를 검출하는 분말온도 검출센 서(TC2)로 이루어져, 분말분사부(700)의 가스온도 및 분말온도를 검출하여 마이콤(310)으로 전송하게 된다.The first temperature sensors TC1 and TC2 include a gas temperature detection sensor TC1 for detecting the gas temperature of the
제 2 온도센서(TC3, TC4)는 가스예열기(400)의 가스 배출관의 온도를 검출하는 가스 배출온도 검출센서(TC3)와 가스예열기(400)의 가스 예열관의 온도를 검출하는 가스 예열온도 검출센서(TC4)로 이루어져, 가스예열기(400)의 가스 배출온도 및 가스 예열온도를 검출하여 마이콤(310)으로 전송하게 된다.The second temperature sensors TC3 and TC4 are provided with a gas discharge temperature detecting sensor TC3 for detecting the temperature of the gas discharge pipe of the
제 3 온도센서(TC5, TC6)는 분말예열기(600)의 분말 배출관의 온도를 검출하는 분말 배출온도 검출센서(TC5)와 분말예열기(600)의 분말 예열관의 온도를 검출하는 분말 예열온도 검출센서(TC6)로 이루어져, 분말예열기(600)의 분말 배출온도 및 분말 예열온도를 검출하여 마이콤(310)으로 전송하게 된다.The third temperature sensors TC5 and TC6 include a powder discharge temperature detecting sensor TC5 for detecting the temperature of the powder discharge pipe of the
SCR(320, 340)은 제 1 온도센서(TC1, TC2) 및 제 2 온도센서(TC3, TC4)의 검출결과에 의거해서 마이콤(310)에서 전송된 가스예열기(400)에 대한 전류 제어신호를 구현하는 메인 SCR(320)과, 제 1 온도센서(TC1, TC2) 및 제 3 온도센서(TC5, TC6)의 검출결과에 의거해서 마이콤(310)에서 전송된 분말예열기(600)에 대한 전류 제어신호를 구현하는 분말 SCR(340)로 이루어진다.The
PID 제어기(330, 350)는 제 1 온도센서(TC1, TC2) 및 제 2 온도센서(TC3, TC4)의 검출결과에 의거해서 마이콤(310)에서 전송된 가스예열기(400)에 대한 온도 제어신호를 구현하는 메인 PID 제어기(330)과, 제 1 온도센서(TC1, TC2) 및 제 3 온도센서(TC5, TC6)의 검출결과에 의거해서 마이콤(310)에서 전송된 분말예열기(600)에 대한 온도 제어신호를 구현하는 분말 PID 제어기(350)로 이루어진다.The
또한, 가스예열기(400)의 하류와 분말예열기(600)의 하류의 합류부위에 혼합챔버를 설치하여 예열된 가스와 예열된 분말이 이러한 혼합챔버에서 일정비율로 혼합되어, 가스와 분말이 혼합한 상태로 분말분사부(700)로 유입되어 대상물의 표면에 분사되도록 하는 것도 가능함은 물론이다.In addition, a mixing chamber is provided downstream of the
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 저온분사 제어장치의 신호흐름은 제 1 압력센서(P1), 제 2 압력센서(P2), 제 3 압력센서(P3)에 의해 분말분사부(700), 가스예열기(400), 분말예열기(600)의 압력을 검출하여 마이콤(310)으로 전송하고, 제 1 온도센서(TC1, TC2), 제 2 온도센서(TC3, TC4), 제 3 온도센서(TC5, TC6)에 의해 분말분사부(700), 가스예열기(400), 분말예열기(600)의 온도를 검출하여 마이콤(310)으로 전송하게 된다.3, the signal flow of the low temperature emission control apparatus of the present embodiment is controlled by the first pressure sensor P1, the second pressure sensor P2 and the third pressure sensor P3, The
마이콤(310)에서는 상기 압력센서와 상기 온도센서의 검출값에 의거해서 가스의 공급량을 제어하기 위해 메인 프로세서 PID 제어기(311), 메인 PID 제어기(330) 및 가스예열기용 레귤레이터(372)로 제어신호를 송수신하고, 메인 SCR(320)로 제어신호를 송신하게 된다.The
또한, 마이콤(310)에서는 상기 압력센서과 상기 온도센서의 검출값에 의거해서 분말의 유입량을 제어하기 위해 분말송급기(500), 분말 프로세서 PID 제어기(312), 분말 PID 제어기(350), 분말예열기용 레귤레이터(382)로 제어신호를 송수신하고, 분말 SCR(340)로 제어신호를 송신하게 된다.The
이러한 본 실시예의 저온분사 제어장치는 가스예열기와 분말예열기를 설치하고 가스의 압력과 가스 및 분말의 온도를 제어함으로써, 저온분사 공정의 초기 온 도 및 압력에서의 가스 및 분말의 소모량을 감소시킬 수 있도록 안정적으로 압력과 온도를 제어하여 동일한 저온분사 공정에서 높은 적층율과 우수한 코팅층을 얻을 수 있게 된다.The low temperature injection control device of this embodiment can reduce the consumption of gas and powder at the initial temperature and pressure of the low temperature injection process by installing a gas preheater and a powder preheater and controlling the gas pressure and the temperature of gas and powder So that high lamination rate and excellent coating layer can be obtained in the same low temperature injection process.
이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다. The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Therefore, the above embodiments are merely illustrative in all respects and should not be construed as limiting.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 저온분사 제어장치의 구성을 나타내는 블럭도.1 is a block diagram showing a configuration of a low temperature injection control apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 저온분사 제어장치의 제어상태를 나타내는 블럭도.2 is a block diagram showing a control state of the low temperature emission control device according to one embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 저온분사 제어장치의 신호흐름을 나타내는 신호흐름도.3 is a signal flow diagram illustrating a signal flow of a low temperature injection control apparatus according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art
100: 가스저장조 200: 가스승압기100: gas storage tank 200: gas booster
300: 제어부 400: 가스예열기300: control unit 400: gas preheater
500: 분말송급기 600: 분말예열기500: powder feeder 600: powder preheater
700: 분말분사부700: Powder jetting part
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